Project นี้คืออะไร?

Project เริ่มจากคำถามง่าย ๆ:

ถ้าไม่ใช้ App เดิมเลย เราสามารถคุยกับ Printer โดยตรงได้ไหม?

ผู้สร้างจึงแบ่งงานออกเป็นสอง Phase อย่างตั้งใจ

Phase 1 — Python บน Laptop

ใช้เป็น Environment สำหรับ:

• ทดลอง BLE Connection
• สำรวจ Service และ Characteristic
• เปลี่ยน Byte แล้วทดสอบซ้ำได้เร็ว
• ดูว่า Printer ตอบสนองอย่างไร
• ทดลองส่ง Raster Data
• หา Flow Control ที่เสถียร

Phase 2 — C++ บน ESP32-C3

เมื่อ Driver บน Laptop ทำงานได้แล้ว Logic เดิมจึงถูก Port เข้า Microcontroller เพื่อให้ระบบทำงานได้เอง

เริ่มจากแกะ Pocket Printer ดูว่า Hardware ข้างในมีอะไร

การ Reverse Engineer เริ่มจาก Hardware เพื่อเข้าใจว่าอุปกรณ์สร้างขึ้นอย่างไร ก่อนจะไปดู Protocol

Source ระบุชิ้นส่วนที่เห็นได้ เช่น:

• Thermal Print Head
• Paper Transport พร้อม Motor ขนาดเล็ก
• 3.7V Li-ion Battery
• Compact Control PCB
• Flex Connection ระหว่าง Mechanism กับ Electronics

View more — ดูภาพเพิ่มเติม View less — ซ่อนภาพ

เมื่อไม่มี SDK — App และ BLE กลายเป็น Documentation

Creator ระบุว่า ไม่มี Official SDK หรือ Protocol Documentation ที่ใช้งานได้

สิ่งที่ใช้แทน Documentation คือ:

• AiYin App เดิม
• ข้อมูลจาก Printer ตัวจริง
• Bluetooth Communication
• nRF BLE Browser

ข้อมูล BLE ที่ Creator พบในเครื่องตัวอย่าง

FF00 / FF02 / FF03 ทำหน้าที่อะไรใน Driver นี้?

หลังสำรวจ GATT Structure Creator ใช้ Service:

0000ff00-0000-1000-8000-00805f9b34fb

Notification ที่กลายเป็นหัวใจของ Flow Control คือ:

01 01

Driver ของ Creator ใช้ Notification นี้ เป็น Signal ว่าสามารถเดินหน้าส่งข้อมูลชุดต่อไปได้

Driver ตัวแรกเขียนด้วย Python และ Bleak

Python เหมาะกับช่วง Reverse Engineering เพราะสามารถเปลี่ยน Logic แล้วลองใหม่ได้เร็ว

Library ที่ Source ใช้คือ:

Bleak

import asyncio
from bleak import BleakClient

PRINTER = "CC:99:17:57:7F:36"

FF02 = "0000ff02-0000-1000-8000-00805f9b34fb"
FF03 = "0000ff03-0000-1000-8000-00805f9b34fb"

ready = asyncio.Event()

def notification_handler(sender, data):
    if data == bytes([0x01, 0x01]):
        ready.set()

async def send(client, data):
    ready.clear()

    await client.write_gatt_char(
        FF02, data, response=False
    )

    try:
        await asyncio.wait_for(
            ready.wait(), timeout=0.15
        )
    except asyncio.TimeoutError:
        pass

Milestone แรก: Motor ขยับจาก Code ของเราเอง

Source เล่าว่า Moment สำคัญช่วงต้น ไม่ใช่การพิมพ์ Receipt สวย ๆ แต่เป็นตอนที่ Motor เริ่มหมุนจาก Python Code ของ Creator เอง

จาก Printer Command ไปสู่ Pixels

เมื่อ Connection และ Basic Command ทำงานได้แล้ว ขั้นต่อไปคือการพิมพ์ Graphic

Source ระบุว่า Thermal Head กว้าง:

384 pixels

เพราะหนึ่ง Pixel ใช้หนึ่ง Bit:

Raster Data Command ที่ Creator ใช้เริ่มด้วย:

1D 76 30 00

หลัง Header จะมีข้อมูล Width, Height และ Bitmap ตามที่ Source อธิบาย

ส่ง BLE เร็วที่สุด ไม่ได้แปลว่าพิมพ์ได้ดีที่สุด

เมื่อ Creator เริ่มส่ง Raster Data ปริมาณมาก ปัญหาที่เจอคือ:

Incomplete Prints

สาเหตุใน Project คือ Driver เท Data เข้า Printer เร็วกว่าที่ตัว Printer จะจัดการได้

Notification จาก FF03 จึงกลายเป็น Flow Control

ค่าที่ ESP32 Version ใช้

เมื่อ Protocol ใช้ได้แล้ว ค่อย Port จาก Python ไป C++ บน ESP32-C3

Embedded Version ใช้ Library ตาม Source:

#include <Arduino.h>
#include <NimBLEDevice.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <qrcode.h>

Flow Control เดิม ถูก Port มาค่อนข้างตรง

bool sendChunk(const uint8_t* data, size_t length) {
    flowReady = false;

    bool result = ff02->writeValue(
        data, length, false
    );

    if (!result) return false;

    unsigned long start = millis();

    while (!flowReady) {
        delay(1);

        if (millis() - start > 150) {
            break;
        }
    }

    return true;
}

Callback ของ FF03 ทำหน้าที่ตั้ง:

flowReady = true

เมื่อ Printer ส่ง:

01 01

ESP32-C3 Render Receipt เอง ไม่ต้องส่งรูปสำเร็จมาจาก Laptop

เมื่อ BLE Driver ทำงานได้แล้ว Project ขยับจาก “ส่ง Command” ไปเป็น “สร้าง Document บน Microcontroller”

Source ใช้:

GFXcanvas1 จาก Adafruit GFX

GFXcanvas1 canvas(
    PRINTER_WIDTH,
    CANVAS_HEIGHT
);

บน Monochrome Canvas Creator วาด:

• Text
• Lines
• Warning Symbols
• KPI Indicators
• Trend Graph
• QR Code

Icons ไม่ได้ใช้ Ready-made Bitmap แต่สร้างด้วย Primitive อย่าง:

• drawLine()
• fillRect()
• drawCircle()
• drawTriangle()

ทำไมต้องแบ่งภาพเป็น Strip?

Source ประมวลผลภาพ เป็นแถบสูง:

32 pixels

หนึ่ง Row ใช้ 48 bytes ดังนั้น:

Complete Data Path จึงเป็น:

Compiler ผ่านยังไม่พอ — Receipt ต้องดูดีบนกระดาษจริง

ตอน Port และขยาย C++ Application Creator เจอ Compiler Error ที่คนทำ Embedded คุ้นเคย เช่น:

'canvas' was not declared in this scope

'drawWarningIcon' was not declared in this scope

Root Cause ไม่ใช่ Adafruit GFX แต่เป็น Code Structure: ส่วนหนึ่งของ renderTicket() ถูกวางผิดตำแหน่ง จน Object หรือ Function ถูกเรียกก่อนถูกประกาศ

Source แก้ด้วยการจัดลำดับใหม่:

1. Libraries และ Global Objects
2. Callbacks และ Drawing Functions
3. Rendering และ Printing Logic

แล้วทำไมยังต้องพิมพ์กระดาษจริง?

เพราะ UI บน Thermal Paper ไม่เหมือน UI บน Display

Creator พบว่า:

• Icon ที่ดูดีบน Screen อาจเล็กเกินไปบนกระดาษ
• Text ต้องปรับให้เหมาะกับ Output จริง
• QR Code ต้องอ่านชัดบน Thermal Print
• Layout ต้องวัดจาก Physical Receipt ไม่ใช่ Preview อย่างเดียว

จาก Printer Driver สู่ Predictive Maintenance Receipt

Application Demo ไม่ได้จบที่ Hello World แต่เป็น Sample Work Order สำหรับ Predictive Maintenance

Receipt ตัวอย่างประกอบด้วยข้อมูลอย่าง:

• Machine ID
• Location
• Event Number
• Anomaly Score
• Vibration KPI
• Temperature KPI
• Current KPI
• RPM KPI
• Trend Graph
• QR Code

Sensor in, paper out — Architecture ที่ Creator อยากต่อยอด

ESP32-C3 มีทั้ง BLE และ Wi-Fi ทำให้ Creator มองเห็นแนวทางต่อยอดไปยัง:

• MQTT
• REST Interface
• Machine Controller
• IoT Environment

Concept ที่อธิบายใน Source คือ:

สิ่งที่ Project พิสูจน์แล้ว และสิ่งที่ Source ยังไม่ได้บอก

BLE Reverse Engineering ควรทำกับ Hardware ที่เป็นของคุณเอง

Project นี้ศึกษา Pocket Printer ที่ Creator มีอยู่กับตัว โดยใช้ App, BLE Browser และการทดลอง Command เพื่อทำความเข้าใจ Protocol

อีกจุดที่ควรระวังคือ Protocol ที่ Reverse Engineer จาก Unit หนึ่ง ไม่ควรถูกถือว่าเป็น Specification ของ Product Family ทั้งหมด จนกว่าจะทดสอบเพิ่ม

โปรเจกต์นี้มีหลายขั้น แนะนำอ่านต้นฉบับควบคู่กัน

Main Article มีรายละเอียดการเดินทางของ Project ตั้งแต่ Teardown, BLE Investigation, Python Driver, Raster, ESP32-C3 ไปจนถึง Final Receipt มากกว่าการดู Code Snippet แยกชิ้น

FAQ: ESP32-C3 Bluetooth Printer Driver

สรุป: สิ่งที่น่าสนใจไม่ใช่ Printer แต่คือวิธีคิดของการ Reverse Engineer

Project นี้เริ่มจาก Consumer Gadget เล็ก ๆ ที่ปกติถูกล็อก Workflow ไว้กับ Mobile App

แต่แทนที่จะกระโดดไปเขียน Embedded Code ยาว ๆ ผู้สร้างแยกปัญหาออกทีละชั้น:

ผลลัพธ์จึงไม่ใช่แค่ “ESP32 สั่ง Printer ได้” แต่เป็นตัวอย่างที่ดีของ Workflow:

Reverse Engineer บน Platform ที่ทดลองเร็ว แล้วค่อย Embed สิ่งที่เข้าใจแล้วลง Microcontroller

และเมื่อ Driver กลายเป็นส่วนหนึ่งของ Embedded System Printer ก็ไม่จำเป็นต้องเป็น Gadget สำหรับพิมพ์ Sticker จากมือถืออีกต่อไป

มันสามารถกลายเป็น Physical Output สำหรับ IoT, Machine Alert หรือระบบอื่น ที่ต้องการเปลี่ยน Digital Event ให้เป็นกระดาษที่หยิบไปทำงานต่อได้

หรืออย่างที่ Creator สรุปไว้:

Sensor in, paper out.

References / แหล่งข้อมูลต้นฉบับ

• BotBerg — Een Bluetooth-printerdriver vanaf nul: van Python op de laptop naar C++ op een ESP32-C3
• BotBerg — Python Printer Driver Demo Video
• BotBerg — ESP32-C3 Predictive Maintenance Receipt Demo